河 口テラス状地形 に よる沿岸掃流漂砂 阻止機能 の量的評価
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(2) 502. 海. 岸. 工. 学. 論. 計 算 領 域 の 沿 岸 方 向 の境 界 は繰 り返 し境 界,沖 側 の 境 界 は消 波 境 界 と し た.ま 1.0m,2.0m(波. た,入 射 波 は沖 波 波 高H=0.5m,. の 周 期5s,沖. 波 入 射 角11.3°)と. した.. 計 算 で 用 い た 波 高 水 深 比 に よ る砕 波 判 定 で は,沖 波 波 高 0.5mの. 時 の 砕 波 開 始 水 深 は 約0.8mで あ り,テ. ほ とん ど砕 波 せ ず 波 が 通 過 す る.ま. た,沖. ラス上 を. 波 波 高1.0m. 文. 集. 第55巻. 径0.2mmの. (2008) 砂 質 を想 定 し,底 質 が 移 動 を 開 始 す る 限 界. シー ル ズ 数 を0.01と した. (2) 掃 流 漂 砂 阻 止 効 果 の算 出 図‑2は,テ. ラス 幅20mの 海 浜 に,沖. 波 を 入 射 さ せ た 時 に生 じ る掃 流 漂 砂 量(濃 (矢 印)の 分 布 で あ る.沿. の 時 の 砕 波 開 始 水 深 は 約1.2mで テ ラ ス 縁 か ら砕 波 が 始. の下(漂. ま り テ ラ ス上 を 砕 波 しな が ら伝 播 す る.沖. 形 の漂 砂 上 手 側 端 付 近(沿. の 時 の 砕 波 開 始 水 深 は,約2.2mで. 波 波 高2.0m. あ る.. 波 波 高H=1.0mの. 砂 上 手)か. 淡)と 方 向. 岸漂砂 の方 向 はおお よそ図面. ら上(漂 砂 下 手)で. あ り,テ ラ ス地. 岸 方 向距 離Y=70〜80)で. は,. テ ラ ス縁 斜 面 に沿 う流 れ に よ り,掃 流 漂 砂 の一 部 が 沖 向. 局 所 掃 流 漂 砂 量 は,佐 藤 ・Kabiling(1994)の. 掃流漂砂. き に方 向 を 変 え,砕 波 帯 外 へ 流 出 して い る こと が分 か る.. 量 式 を準 用 し,掃 流 漂 砂 係 数 は,底 面 せ ん 断 力 に よ る総. ま た,テ. 沿 岸 漂 砂 量 を 求 め るWatanabe(1992)に. に向 か って,掃 流 漂 砂 量 が 増 加 して い る こ とが 分 か る.. よ る漂 砂 量 係 数. と の対 比 か ら,こ こで の 値 を47と した.ま. た,底 質 は粒. ラ ス 上(Y=80〜120)で. は,漂 砂 上 手 か ら下 手. テ ラ ス地 形 の漂 砂 下 手 側 端 付 近(Y=120〜130)で 波 波 高 が 周 囲 よ り低 い た め,沖. は,砕. に 向 か う流 れ が 生 じ,掃. 流 漂 砂 は蛇 行 して 沖 へ 向 か って い る.テ. ラ ス幅 が さ ら に. 大 き くな る と,蛇 行 して 沖 に向 か う流 れ が 強 くな り,汀 線 付 近 に生 じた 循 環 流 に よ って,掃 流 漂 砂 の 方 向 が逆 向 き(図 面 の上 か ら下 へ)の. 領 域 が 生 じ るよ う に な る.. こ う した掃 流 漂 砂 の岸 沖 分 布 は波 高 と波 向 の 沿 岸 方 向 の分 布 に よ って生 じる.こ の 数 値 計 算 で は,計 算 領 域 の 沿 岸 方 向 の境 界 を 繰 り返 し境 界 と して い るの で,テ. ラス. 地 形 に よ っ て生 じた 波 の変 形 は,わ ず か で あ れ,計 算 領 域 全 体 に 波 及 す る.境. 界 上 の 砕 波 位 置 付 近(X=20)で. の波 高 に よ って テ ラス 地 形 に よ る波 の 影 響 を 評 価 す る と, テ ラス 地 形 無 しの場 合 の沿 岸 方 向 に一 様 な波 高 に比 べ て, テ ラ ス 幅20mの 場 合 に は4%,30mの. 場 合 に は5%程 度 の. 増 減 が あ る.以 下 の計 算 に お い て は,テ. ラ ス幅30mま. で. は繰 り返 し境 界 を用 い た こ と に よ る テ ラ ス周 辺 の 掃 流 漂 砂 量 計 算 結 果 へ の影 響 は小 さ い と して,沿 岸 掃 流 砂 量 を 求 め る こ と とす る.ま た,波 高 分 布 の 違 い は沿 岸 掃 流 砂 の 岸 沖 分 布 に も影 響 を 及 ぼ し,テ ラス 地 形 無 しの 場 合 に は,入 反 射 波 に よ る平 均 水 面 形 状 の規 則 的 な 凹 凸 に よ っ て 強 い砕 波 変 形 が 岸 沖 方 向 の2ヶ 所 で生 じ,2つ 山 の 分 布 とな っ て い るが,テ. ラス 地 形 の場 合 に は,平 均 水 面 形 状. の 凹 凸 が 不 規 則 に生 じ る た め,2つ 沖 分 布 に な らな い.こ. 山の沿岸掃 流砂 の岸. う した 分 布 形 状 の 違 いが 生 じ るが,. 岸 沖 断 面 を通 過 す る総 沿 岸 掃 流 砂 量 の違 い は小 さ い. 図‑3は,図‑2中. の(Y=80,110,160)の. 位 置 に岸 沖 方. 向 の 測 線 を設 け,沿 岸 掃 流 砂 量 の 分 布 を 図 化 した もの で あ る.図 中 に は テ ラ ス地 形 が 無 い 場 合 の沿 岸 方 向 に一 様 に生 じる沿 岸 掃 流 砂 量 の 分 布(qby)を あ る.テ. ラス 地 形 の 漂 砂 上 手 側(Y=80)で. 合 わ せ て 示 して は,テ. 縁 に沿 う流 れ に よ る沖 向 き掃 流 漂 砂 の た め,テ が無 い 場 合 の 分 布 と比 較 して,岸. 沖 距 離X=15〜30の 間 の. 沿岸 掃 流 漂 砂 量 が 大 き く減 少 して い る.ま た,テ (Y=110)で 図‑2. テ ラス地形 状 の掃流砂 量 の分布. は,テ. ラス. ラ ス地 形. ラ ス上. ラ ス上 を 砕 波 しな が ら伝 播 し,海 岸. 斜面 で大 き く砕 波 す る波 に よ って生 じ る流 れ に よ り,沿.
(3) 503. 河 口テ ラス状地 形 によ る沿岸掃 流 漂砂 阻止機 能 の量的 評価. 岸 掃 流 砂 量 の ピ ー ク位 置 は海 岸 斜 面 上 に移 動 して い る. こ の と き岸 沖 断 面 を通 過 す る総 沿 岸 掃 流 砂 量 は,テ 地 形 が無 い 場 合 と比 較 して 増 加 して い る.テ 漂 砂 下 手(Y=160)で. ラス. ラス地 形 の. は,沿 岸 掃 流 砂 量 が 再 び減 少 す る.. 沿 岸 掃 流 漂 砂 量 は,図‑2,3か 地 形 形 状 に よ っ て,テ 化 す る.そ こで,岸. ら分 か る よ う に波 と流 れ,. ラ ス周 辺 で そ の 分 布 形 と総 量 が 変. 沖 断 面 を通 過 す る総 沿 岸 掃 流 砂 量 の. 最 も少 な い 測 線 を使 って,テ. ラス地 形 に よ る沿 岸 掃 流 漂. 砂 阻 止 効 果 を示 す こ と と した. 図‑4は,沖. 波 波 高H=1.0mで. テ ラ ス 幅 が10mと20mの. 場 合 の 総 沿 岸 掃 流 漂 砂 量 と テ ラス 地 形 が無 い 場 合 の総 沿 岸 掃 流 漂 砂 量 との 比(=テ. ラス 有/テ. ラス無)を. 沿岸方. 向 に10mの 間 隔 で 示 し た もの で あ る.図 中 に は,そ れ の テ ラ ス 位 置 を横 棒 で 示 して あ る.テ 図‑3. 代表 測線 で の沿岸 掃流 漂砂量 の岸 沖分 布. と20mい. れぞ. ラ ス 幅 が10m. ず れ の場 合 も総 沿 岸 掃 流 砂 量 比 は テ ラス 上 手. 端 で急 激 に減 少 す る.こ の と き漂 砂 上 手 か ら下 手 に向 か っ て 漂 砂 量 が減 少 す る の で,テ るが,多. くの 底 質 は,テ. ラ ス上 手 端 は堆 積 傾 向 で あ. ラス 縁 に沿 う流 れ に よ る沖 向 き. 掃 流 漂 砂 に よ って,砕 波 位 置 を 超 え て 深 い 場 所 へ と移 動 す る.テ. ラス 上 で は,総 沿 岸 掃 流 砂 量 比 は テ ラ ス下 手 端. に向 か って増 加 す る の で,侵 食 傾 向 に な って い る.テ ス 幅 が10mの. 場 合,テ. 緩 や か に1に 近 づ く.一 方,テ. ラ ス 幅 が20mの. ラ ス下 手 端 で 極 大 値 を 持 ち,さ 値 を 持 っ.こ. ラ. ラ ス下 手 側 の沿 岸 掃 流 砂 量 比 は 場 合,テ. らに そ の 漂 砂 下 手 で 極 小. の よ う に沖 波 波 高H=1.0mの. 場 合,総. 沿岸. 掃 流 漂 砂 量 の 極 小 値 が 生 じる位 置 は,テ ラ ス上 手 端 と テ ラ ス 下 手 の2ヶ 所 に 存 在 す る が,テ 変 化 させ た 時,テ. ラ ス 幅 を5m〜30mに. ラス 上 手 側 の沿 岸 掃 流 漂 砂 量 比 は,下. 手 側 の 極 小 位 置 の そ れ よ り小 さ か っ た.そ. こで,テ. 上 手 端 の 沿 岸 掃 流 漂 砂 量 比 の最 小 値 を用 い て,テ 図‑4. 総沿 岸掃 流漂 砂量 比 の沿岸 方向 分布(H=1.0m). ラス. ラ ス地. 形 に よ る沿 岸 掃 流 漂 砂 阻 止 効 果 を 示 す こと とす る.図‑5 は,テ. ラス幅 と沿 岸 掃 流 漂 砂 量 比 の最 小 値(最 大 阻止 率). との 関 係 を示 した も ので あ る.テ ラ ス幅 の増 加 と と もに 総 沿 岸 漂 砂 量 比 が 減 少 し,テ ラ ス幅20mで 総 沿 岸 漂 砂 量 は,ほ. ぼ半 分 とな るが,さ. も減 少 せ ず,一. らに テ ラ ス 幅 が 大 き くな って. 定 値 に近 づ く.. (3) 入 射 波 高 に よ る 沿 岸 掃 流 漂 砂 阻 止 効 果 の違 い テ ラ ス地 形 の 水 深 と入 射 波 高 の大 き さに よ っ て,波 の 変 形 の状 況 が 異 な り,海 浜 流 と漂 砂 の 状 況 に影 響 を 及 ぼ す こ とが 考 え られ る.そ 沖 波 波 高H=0.5mを 波 波 高H=0.5mの. こで,テ. 入 射 させ,同 場 合,水. ラ ス 水 深1.0mに. 対 し,. 様 の 計 算 を行 っ た.沖. 深 約0.8mで 砕 波 が 始 ま る た め,. テ ラ ス上 で 波 が ほ とん ど砕 波 せ ず伝 播 す る の で,掃 流 漂 砂 は 水 深1m以. 浅 の斜 面 上 で 生 じ る状 況 と な る.図‑6に. 示 す 沖 波 波 高H=0.5mの. 場 合 の総沿 岸掃流 砂量 比 の沿岸. 方 向 分 布 は,沖 波 波 高H=1.0mの 図‑5. テ ラ ス 幅 に よ る沿 岸 掃 流 漂 砂 の 阻 止 効 果(H=1.0m). な り,テ ラ ス幅 に よ らず,テ. 場 合 の 図‑4と 大 き く異. ラス 下 手 端 よ り さ ら に下 手.
(4) 504. 海. 図‑6. 岸. 工. 学. 総 沿岸掃 流 漂砂量 比 の沿岸 方 向分布(H=0.5m). 論. 文. 集. 第55巻. (2008). 図‑8. テ ラ ス 幅 に よ る沿 岸 掃 流 漂 砂 の 阻 止 効 果(H=0.5m). 図‑9. テ ラ ス 幅 に よ る沿 岸 掃 流 漂 砂 の 阻 止 効 果(H=2.0m). 側 で 最 小 値 とな る. 図‑7に テ ラ ス下 手 側 の掃 流 漂 砂 量 分 布 と波 高 分 布 を 示 す.総 沿 岸 掃 流 砂 量 の最 小 値 が テ ラ ス下 手 側 に生 じ る機 構 は,海 浜 流 の セ ル 循 環 に よ る.す な わ ち,テ 屈 折 す る波 に よ って 波 高 の 低 い 部 分(図‑7(b)沿 距 離Y=120〜130)が. ラ ス上 へ 岸方 向. 生 じ,そ の 場 所 へ 向 か って 汀 線 付 近. か ら沖 に向 か って 流 れ が 生 じ る.沖 向 き流 れ を 補 償 す る た め の 沿 岸 流 に よ って,大 局 的 な 漂 砂 の方 向 と逆 向 き の 掃 流 漂 砂 が 生 じ るた め で あ る(図‑7(a)). テ ラ ス 上 で 波 が ほ と ん ど砕 波 せ ず 伝 播 す る 沖 波 波 高 H=0.5mの. 場 合 に は,上 記 の 機 構 に よ って テ ラス 下 手 側. に沿 岸 掃 流 漂 砂 量 比 の 最 小 値 が生 じ る.図‑8は,図‑5と 同 様 に テ ラ ス幅 と沿 岸 掃 流 漂 砂 量 比 の 最 小 値 との 関 係 を 図‑7. 掃 流 漂 砂 量 分 布(a)と 波 高 分 布(b)(H=0.5m). 示 した もの で あ る.テ. ラス 幅 が25m程 度 を 超 え る と総 沿.
(5) 河 口テ ラス状地 形 によ る沿岸掃 流漂 砂 阻止機 能 の量的 評価. 505. 岸 掃 流 漂 砂 量 比 が負 の 値 と な る.こ れ は,入 射 波 の 来 襲. 漂 砂 の 平 面2次 元 計 算 を用 い て,河. 方 向 に よ って 決 ま る 大 局 的 な漂 砂 の 方 向 と は逆 向 きの 漂. 沿 岸 掃 流 漂 砂 阻 止 効 果 を示 す こ とが で きた.こ. 砂 が 汀 線 近 くか ら砕 波 位 置 に か け て 生 じ,分 布 の 総 量 と. 中 で,テ. して 逆 向 き の 漂 砂 と な って い る た め で あ る.入. ん 断 力 に よ って 掃 流 的 に移 動 す る と仮 定 した.さ. 射 波高. 口 テ ラ ス地 形 に よ る. ラス 地 形 を構 成 す る底 質 は,波. の方 法 の. と流 れ の底 面 せ らに,. が 低 く,テ ラ ス上 で 砕 波 しな い場 合 に お いて も,テ ラ ス. テ ラ ス地 形 は 強 固 で あ る と して,漂 砂 に よ る地 形 変 化 量. 地 形 に よ る波 の屈 折 効 果 に よ っ て,沿 岸 漂 砂 量 の 阻 止 効. を 波 や 流 れ,掃 流 漂 砂 の計 算 に反 映 さ せ る こ と な く計 算. 果 が 現 れ,テ. を 行 っ た.し か しなが ら,現 実 に は,砕 波 が 生 じ始 め る. ラ ス 幅 が 広 い場 合 に は,テ. ラ ス下 手 端 よ り. 下 手 側 に逆 向 き の漂 砂 量 が 生 じる こ とが 分 か った.. テ ラ ス前 縁 斜 面 上 で は,底 面 乱 れ に よ る底 質 浮 遊 が生 じ,. 次 に,沖 波 波 高H=2.0mを. バ ー ・ トラ フ状 の 地 形 に変 化 す る こ と か ら,波 流 れ底 面. 入 射 した 場 合 の 掃 流 漂 砂 の 阻. 止 効 果 を 同 様 に求 め た.沖 2.2mで 砕 波 が 始 ま り,テ. 波 波 高H=2.0mで. は水深 約. ラ ス 外 縁 斜 面 上 や テ ラ ス斜 面. 下 の1/10勾 配 斜 面 で 砕 波 し,テ. せ ん 断 力 に よ る掃 流 移 動 と は移 動 形 態 の 異 な る,砕 波 浮 遊 に よ る底 質 移 動 を考 慮 した 計 算 を行 う必 要 が あ る.. ラス 地 形 を 回 り込 む 流 れ. テ ラ ス地 形 形 状 につ い て は 沖 に張 り出 した テ ラ ス の 効. に よ って 掃 流 漂 砂 が生 じて い る.こ の ため,沿 岸 掃 流 漂. 果 だ け を調 べ るた め,河 口 の 水 路 地 形 や入 出 流 を考 慮 し. 砂 量 の 最 小 値 は,テ. て い な い.実 際 の 河 口 テ ラス 周 辺 の漂 砂 現 象 を 明 らか に. ラ ス 幅10m以. 上 の場 合 に は テ ラ ス. 地 形 の 張 り出 しが 広 い 中 心 軸 付 近 で 生 じて い る.図‑9に 沖 波 波 高H=2.0mの. 場 合 の テ ラス 幅 と沿 岸 掃 流 漂 砂 量 比. の 最 小 値 と の 関 係 を示 す.テ. ラ ス幅5mの. 場 合,沿. 岸掃. す る た め に は,こ れ ら地 形 効 果 と河 川 流効 果 を考 慮 した 計 算 を行 う必 要 が あ る.ま た,河. 口 テ ラス を 構 成 す る粗. 粒 分 と周 辺 の細 粒 分 な ど,底 質 の粒 径 に よ って 移 動 経 路. 流 漂 砂 量 の 最 小 値 は テ ラス 下 手 端 で 生 じて お り,テ ラ ス. が 異 な る こ とが 考 え られ る.本 論 文 で は,底 質 粒 径0.2. 幅10m以 上 の場 合 の テ ラス 地 形 の 中 心 軸 付 近 で 生 じ る沿. mmの. 岸 掃 流 漂 砂 阻 止 機構 と は異 な る た め に 沿 岸 掃 流 漂砂 量 比. 定 して 計 算 して い る た め,わ ず か な波 と流 れ に よ って も. の 減 少 傾 向 が 異 な る と考 え られ る.. 漂 砂 が 生 じ,過 大 な漂 砂 量 を 算 定 して い る と考 え られ る. 実 際 に は,粗 粒 で 構 成 さ れ た テ ラ ス上 の 漂 砂 量 は小 さ く,. 3. 結 論. ま た,海 岸部 に お いて も岸 沖 と沿 岸 方 向 の底 質 分 布 に よ っ. 斜 め入 射 波 と波 に よ って 生 じる流 れ を 外 力 と す る掃 流 漂 砂 の 平 面2次 元 計 算 を 用 い て,河. 砂 質 で テ ラ ス地 形 も周 辺 海 岸 も覆 わ れ て い る と仮. 口テ ラス地形 によ る. 沿 岸 掃 流 漂 砂 阻 止 効 果 を 定 量 的 に示 した.テ. ラス地 形 に. て,漂 砂 量 は 異 な るで あ ろ う.今 後,周 辺 海 岸 と河 口 テ ラ ス地 形 と の 底 質 粒 径 の違 い に よ る移 動 形 態 と底 質 移 動 量 の 変 化 に つ い て も考 慮 す る必 要 が あ る.. よ る沿 岸掃 流 漂 砂 阻 止 効 果 は,(1)入 射 波 高 が 高 く,テ ラ ス縁 や外 縁 斜 面,斜 面 下 で 砕 波 す る場 合 に は,テ. ラス 地. 形 の上 手 端 で 沿 岸 流 が 沖 向 き に転 向 す る こ と に よ って 沿 岸 掃 流 砂 量 が 減 少 す る機 構,(2)入 射 波 高 が 低 く,テ ラ ス 上 で 砕 波 しな い場 合 に は,テ ラ ス下 手 端 で の セ ル循 環 流 に よ る逆 向 き掃 流 漂 砂 によ って 沿 岸 掃 流 砂 量 が減 少 す る 機 構 に よ って 生 じる こ とを 示 した.い ず れ の場 合 も沿 岸 掃 流 漂 砂 阻 止 効 果 は テ ラス 幅 が 広 い ほ ど大 き くな る こ と を 示 した. 4. お わ り に 斜 め入 射 波 と波 に よ って 生 じる流 れ を 外 力 と す る掃 流. 参. 考. 文. 献. 佐 藤 愼 司 ・Kabiling, M. B. (1994): 波 打 ち帯 を含 む三 次元 海 浜 変 形 の 数 値 モ デ ル, 海 岸 工 学 論 文 集, 第41巻, pp. 401‑405. 中 村 聡 志(2006): 突 堤 群 に よ る 掃 流 砂 収 支 の 数 値 検 討, 海 岸 工 学 論 文 集, 第53巻, pp. 541‑545. 中 村 聡 志 ・合 田良 実 (2007): 波 の 不 規 則 性 と 波 候 統 計 を 考 慮 し た 突 堤 構 造 物 の 沿 岸 掃 流 漂 砂 阻 止 機 能 の 定 量 的 評 価, 土 木 学 会 論 文 集B, Vol.63, No.4, pp.272‑281. Truong Thien Khang, 田 中 仁(2006): 河 口 テ ラスの縮 退 が漂 砂 系 の 連 続 性 に及 ぼ す 影 響 に つ い て, 第53巻, pp.616‑620.. 海 岸 工 学 論 文 集,. Watanabe, A. (1992): Total rate and distribution of longshore sand transport, Proc. 23rd Coastal Engineering Conference, Vol.3, pp.2528-2541..
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